亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        電機(jī)負(fù)荷模擬液壓裝置設(shè)計(jì)與控制研究

        2022-05-25 10:47:18王成長
        中國設(shè)備工程 2022年10期
        關(guān)鍵詞:液壓泵控制閥電液

        王成長

        (吉林化工學(xué)院,吉林 吉林 132000)

        隨著電機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,電機(jī)的性能也在不斷提升。相對傳統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備,電機(jī)的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)較為簡單,維修方便,功率覆蓋范圍廣、輸出轉(zhuǎn)矩大,并且電機(jī)的種類非常多,例如,直流電機(jī)、交流電機(jī)、同步電機(jī)、異步電機(jī)等,所以電機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域也比較廣,能夠用于傳動(dòng)設(shè)備、信息處理設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、家電設(shè)備等。當(dāng)電機(jī)工作時(shí),在不同的工況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速不同,承受的載荷不同,所以電機(jī)的工作性能會(huì)產(chǎn)生變化。為了保障電機(jī)良好的工作性能,在機(jī)電設(shè)備研發(fā)階段,需要對電機(jī)進(jìn)行性能測試,涉及電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速、負(fù)載轉(zhuǎn)速、空載電流、負(fù)載電流、電機(jī)功率、電機(jī)負(fù)載力矩等??紤]到電機(jī)的耐久性,不僅要求電機(jī)在不同工況下精準(zhǔn)的切換工作狀態(tài),并且使得電機(jī)長時(shí)間在不同工況下運(yùn)行,如果將電機(jī)放在實(shí)際使用的設(shè)備中進(jìn)行測試,不僅要考慮電機(jī),還要考慮其他零部件的可靠性及使用環(huán)境,并且還會(huì)使用到其他附加設(shè)備,使得測試過程繁雜、測試投入增多,測試條件受到嚴(yán)重制約,因此,需要設(shè)計(jì)電機(jī)性能模擬裝置,尤其是電機(jī)負(fù)荷模擬裝置,并且能夠控制電機(jī)負(fù)荷,模擬電機(jī)在設(shè)備中運(yùn)行的全部狀態(tài),提升電機(jī)的測試效果。

        1 電機(jī)負(fù)荷模擬液壓裝置設(shè)計(jì)

        進(jìn)行電機(jī)負(fù)荷模擬液壓裝置設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮電機(jī)的負(fù)載特性,模擬的負(fù)載具備高頻特征,在搭建模擬裝置時(shí),電液系統(tǒng)是最合適的。為了模擬各類電機(jī)的負(fù)載性,裝置在慣性負(fù)載存在的情況下,通過調(diào)整角加速度的變化來改變負(fù)載,所以需要對模擬裝置進(jìn)行控制。

        該裝置主要由電動(dòng)機(jī)、電液控制閥、液壓泵、扭矩傳感器、聯(lián)軸器、壓力表等部件組成。裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 電機(jī)負(fù)荷模擬液壓裝置結(jié)構(gòu)示意

        其中電動(dòng)機(jī)作為液壓裝置的動(dòng)力來源,電動(dòng)機(jī)連接電液控制閥,電液控制閥為液壓泵的一部分,液壓泵連接聯(lián)軸器,同時(shí),液壓泵上帶有壓力表,便于查看液壓泵的壓力,聯(lián)軸器連接被測電機(jī),同時(shí),聯(lián)軸器上裝有扭矩傳感器,用于監(jiān)測電機(jī)測試過程中負(fù)荷的實(shí)時(shí)變化。

        當(dāng)電機(jī)進(jìn)行測試時(shí),系統(tǒng)通過控制電液控制閥,調(diào)節(jié)液壓泵的壓力,從而控制對測試電機(jī)施加不同的負(fù)載。電液控制閥安裝在液壓泵上,液壓泵主要包括主泵、主泵溢流閥、電液控制閥、換向閥、液壓分泵、單向閥、補(bǔ)油泵以及補(bǔ)油泵溢流閥。

        電液控制閥依照輸入的信號(hào),對油液走向、閥口大小進(jìn)行調(diào)節(jié),以此使得液壓分泵的輸出方向、力矩得以控制;換向閥的作用是對液壓分泵的工作狀態(tài)進(jìn)行選擇,還有另一個(gè)功能,主要是防止補(bǔ)油泵油液直接流回油箱導(dǎo)致液壓分泵吸空。系統(tǒng)中各個(gè)電磁鐵通電不同,液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能也存在差異,液壓系統(tǒng)若是進(jìn)入馬達(dá)狀態(tài),那么便會(huì)增加電機(jī)的扭矩壓力,以此使得電動(dòng)機(jī)得以轉(zhuǎn)動(dòng);若是處于泵狀態(tài),主泵中的流量則會(huì)直接通過閥,之后再返回到油箱中,此時(shí)不再做功,整個(gè)系統(tǒng)可以依照對節(jié)流口的壓差、伺服閥節(jié)流口的調(diào)節(jié),來對電機(jī)的扭矩進(jìn)行調(diào)整,這是一種被動(dòng)加載。液壓泵的液壓結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

        圖2 液壓泵的液壓結(jié)構(gòu)圖示意

        電動(dòng)機(jī)、液壓分泵在液壓裝置中,會(huì)模擬各種負(fù)載,進(jìn)而產(chǎn)生不同的作用。液壓系統(tǒng)若在模擬電機(jī)性負(fù)載時(shí),那么,便需對電機(jī)做正功,這一過程中離不開液壓系統(tǒng)對電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng),以此促進(jìn)電動(dòng)機(jī)速度的增加;系統(tǒng)若模擬的是電機(jī)正弦負(fù)載,那么主液壓泵的輸出液壓油,會(huì)直接流回到油箱中,但不繼續(xù)做功,此時(shí),液壓分泵會(huì)充當(dāng)泵的作用,電機(jī)會(huì)促進(jìn)泵的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),泵出口的液壓油在調(diào)節(jié)節(jié)流口、伺服閥節(jié)流口的作用下,使得加載在電機(jī)上的負(fù)載扭矩得以控制。

        在構(gòu)建電液控制閥控液壓泵的數(shù)學(xué)模型時(shí),如液壓泵在起作用,那么,被測試的電動(dòng)機(jī)便成為動(dòng)力元件,進(jìn)而繼續(xù)促進(jìn)液壓泵的運(yùn)動(dòng),泵出油在電液對閥節(jié)流的控制作用下,同時(shí),對電液控制閥的閥芯進(jìn)行調(diào)節(jié),模擬了電機(jī)上高低頻正弦力矩的增加情況。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)所模擬的轉(zhuǎn)矩,產(chǎn)生的變化較為劇烈,液壓系統(tǒng)形成的沖擊作用較大。因此,在建立液壓泵模型的過程中,應(yīng)對其中的彈性模量加以注重,液壓泵的涉及的基本公式為:

        通過對公式2進(jìn)行求解,可以得出泵加載到電機(jī)上的負(fù)載扭矩,如下列公式所示:

        式中,代表液壓泵的輸出量,代表泵的排量,代表泵的角速度,代表泵的泄露系數(shù),代表泵輸出油壓,代表泵到電液控制閥之間的總?cè)莘e,代表泵至電液控制閥之間的彈性模模量,s代表傳遞函數(shù)中的微分因子。

        液壓裝置為了達(dá)到全閉環(huán)狀態(tài),在液壓系統(tǒng)、電機(jī)軸的連接處,增加一個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器元件,進(jìn)而及時(shí)將液壓裝置輸出的扭矩情況,進(jìn)行反饋;通過輸入信號(hào)、輸出信號(hào)之間產(chǎn)生的差,便可以得到系統(tǒng)在輸出中形成的誤差。在對液壓控制系統(tǒng)實(shí)施控制時(shí),均是依照誤差情況,來對系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的,這樣可以使得系統(tǒng)中的輸出性能,逐步得到優(yōu)化、改善。與此同時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)給系統(tǒng)的控制帶來一定的影響。所以,為了使得系統(tǒng)的精度性得到保障,應(yīng)在電機(jī)軸處增加一個(gè)即轉(zhuǎn)速傳感器,以此使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速情況可以得到實(shí)時(shí)的反饋。同時(shí),由于轉(zhuǎn)速、扭矩兩種傳感器的頻率較高,均高于系統(tǒng)產(chǎn)生的工作頻率,所以可以認(rèn)為其是一個(gè)比例的環(huán)節(jié)。由此可以推出下列公式:

        式中,UT代表轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出電壓,UW代表轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓,K2代表轉(zhuǎn)矩傳感器增益,K3代表轉(zhuǎn)速傳感器增益。

        2 電機(jī)負(fù)荷模擬裝置的控制

        當(dāng)液壓裝置中的液壓泵工作時(shí),負(fù)載模擬系統(tǒng)模擬的是電機(jī)工況中的高低頻正弦沖擊負(fù)載。由于與高頻負(fù)載有一定關(guān)系,因此,液壓系統(tǒng)在進(jìn)行模擬的過程中,可能會(huì)產(chǎn)生一定的相位誤差、幅值誤差,所以控制方式采用PID 閉環(huán)方式控制。

        閉環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的輸出信號(hào),可以在反饋的作用下,到達(dá)輸入端,這一系統(tǒng)相比開環(huán)系統(tǒng)來說,具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性、精確度。閉環(huán)系統(tǒng)涵蓋了全閉環(huán)、半閉環(huán)兩種控制系統(tǒng)。前者反饋信號(hào)的引出,是直接來自系統(tǒng)的輸出端,這一系統(tǒng)可以避免參數(shù)變化帶來的信號(hào)干擾,所以其特點(diǎn)是精度較高。后者反饋信號(hào)的引出是直接來自系統(tǒng)的輸出端,反饋的信號(hào)可能會(huì)由于系統(tǒng)參數(shù)的改變、干擾等,導(dǎo)致反饋精度的不斷下降,本系統(tǒng)運(yùn)用的是全閉環(huán)的方式,來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制。

        依照PID控制原理,轉(zhuǎn)矩傳感器可以視作為比例環(huán)節(jié),同時(shí),系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)能夠?yàn)檩敵鎏嵘鄳?yīng)的增益系數(shù),進(jìn)而使得系統(tǒng)的輸入端可以直接得到反饋,得到圖3所示原理框圖。

        圖3 閉環(huán)控制系統(tǒng)原理框圖

        為了能夠精準(zhǔn)控制和實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功能,運(yùn)用模糊PID控制器作為裝置控制的方式。模糊PID控制在模糊理論中,是依照偏差值來實(shí)現(xiàn)對PID參數(shù)調(diào)節(jié)的效果,進(jìn)而使得控制體系得到優(yōu)化。

        模糊PID控制器的設(shè)計(jì)程序是:第一,常規(guī)PID設(shè)計(jì)、確定初始參數(shù);第二,對模糊控制器的輸入輸出、變量的確定;第三,對模糊控制器的規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì);第四,對模糊控制器清晰化、模糊化方式的確定。

        模糊PID控制系統(tǒng)的構(gòu)成是:PID模塊、模糊控制模塊等,其中前者是在系統(tǒng)的偏差作用下,以PID模塊參數(shù),實(shí)現(xiàn)調(diào)整效果的。模糊PID控制系統(tǒng)的原理如圖4所示。

        圖4 模糊PID控制系統(tǒng)原理框圖

        3 裝置控制仿真分析

        為了驗(yàn)證電機(jī)負(fù)荷模擬液壓裝置的功能是否正常,需要對液壓裝置進(jìn)行仿真模擬以及試驗(yàn)驗(yàn)證。對電機(jī)負(fù)荷模擬采用Matlab軟件中的simulink模塊進(jìn)行建模并分析。在Matlab軟件中進(jìn)行環(huán)境設(shè)置時(shí),選取電壓式電動(dòng)機(jī),以轉(zhuǎn)速作為電機(jī)的輸入?yún)?shù)。電機(jī)其他參數(shù)設(shè)置如表1所示。

        表1 電機(jī)參數(shù)設(shè)置

        通過該仿真可以看到,在電機(jī)不同轉(zhuǎn)速時(shí),扭矩隨著時(shí)間的變化情況,設(shè)定在某個(gè)情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100rad/s,通過將目標(biāo)扭矩和時(shí)間的變化情況以正弦信號(hào)輸入模擬模型,通過仿真后,輸出裝置運(yùn)行后被測電機(jī)的扭矩和時(shí)間變化曲線,如輸出結(jié)果和輸入波形越貼近,則表明裝置的控制程度越好。

        通過將目標(biāo)正弦信號(hào)輸入后,模擬結(jié)果如圖5所示。

        圖5 仿真結(jié)果

        圖5為被測電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后的仿真結(jié)果,其中藍(lán)色為輸入信號(hào),紅色為輸出信號(hào),從模擬結(jié)果看,輸入和輸出信號(hào)的波形基本一致,說明PID控制系統(tǒng)在輸出穩(wěn)定時(shí)對輸入信號(hào)的跟蹤效果比較好,進(jìn)一步說明使用PID控制能夠滿足測試需求。

        4 結(jié)語

        本文針對機(jī)電設(shè)備研發(fā)階段,滿足電機(jī)性能測試的要求,同時(shí),需要滿足電機(jī)在工作過程中,具有充分的精確性、可靠性,并建立了電機(jī)負(fù)載的模擬裝置。這一裝置主要由電動(dòng)機(jī)、電液控制閥、液壓泵、扭矩傳感器、聯(lián)軸器、壓力表等部件組成,并對液壓系統(tǒng)進(jìn)行了模型建立。并對裝置的控制進(jìn)行了研究。利用PID控制方式,完成了負(fù)載模擬數(shù)學(xué)模型的建立,與此同時(shí),運(yùn)用Matlab軟件來實(shí)現(xiàn)仿真。所得結(jié)果為:在進(jìn)行正弦負(fù)載的模擬過程中,PID控制效果較好,滿足裝置對電機(jī)的測試需求。

        猜你喜歡
        液壓泵控制閥電液
        北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)(2022年6期)2022-07-02 01:59:46
        電液復(fù)合控制系統(tǒng)SEM工作原理及測試方法
        化工管理(2021年7期)2021-05-13 00:46:16
        液壓泵常見故障及排除方法探討
        挖掘機(jī)屬具電液控制系統(tǒng)的研究開發(fā)
        PDS控制閥在聚丙烯裝置中的應(yīng)用
        神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制在液壓泵馬達(dá)速度控制系統(tǒng)中的研究
        控制閥選型淺談
        液體區(qū)域控制系統(tǒng)液位控制閥故障處理
        基于AEMSim的某重型AT電液調(diào)壓閥仿真分析
        專用汽車(2016年4期)2016-03-01 04:14:27
        基于MES的控制閥生產(chǎn)信息化研究
        国产精品久久久久免费a∨| 国内成+人 亚洲+欧美+综合在线| 无码人妻精品一区二区三区夜夜嗨 | 日本护士xxxx视频| 99精品人妻少妇一区二区| 麻豆一区二区99久久久久| 免费人成再在线观看网站| 免费毛片在线视频| 性xxxx视频播放免费| 亚洲欧洲∨国产一区二区三区| 无码视频一区二区三区在线观看 | 成人做爰69片免费看网站| 日韩永久免费无码AV电影| 国内精品91久久久久| 蜜臀av国内精品久久久人妻| 中文字幕亚洲一区视频| 男女18视频免费网站| 国产无遮挡又黄又爽高潮| 国产亚洲精品久久777777| 国产成人无码区免费网站| 麻豆国产VA免费精品高清在线| 国产一区二区三区porn | 激情综合五月天开心久久| 亚洲激情一区二区三区视频| 亚洲最新精品一区二区| 久久国产劲爆∧v内射-百度| 免费人妻精品一区二区三区| 国产精品免费久久久久影院仙踪林| 日韩在线观看网址| 成人短篇在线视频夫妻刺激自拍 | 精品蜜臀国产av一区二区| 国产免费一区二区在线视频| 日本中文字幕一区二区有码在线| 欧美一区二区三区视频在线观看| 宅男噜噜噜| 亚洲va成无码人在线观看| 人妻体体内射精一区中文字幕| 一区二区三区视频在线观看免费| 初女破初的视频| 色丁香色婷婷| 国产强伦姧在线观看|